谢谢邀请我。年轻的时候,我特别欣赏爱因斯坦相对论的浅显易懂的解释,我被它迷住了。以我的经验和不断的反思,我觉得自己就像一个深陷泥潭的人,如梦初醒:它是绣拳绣腿的空框架,是混淆理论物理的总源。
狭义相对论的关键是把牛顿的静止参照系变成爱因斯坦的运动参照系。虽然达到了同样的结果,但是光速不变,洛伦兹变换是正确的,因为参照系是可选的。“相对参照系vs相对解析式”、“不同参照系vs不同解析式”是相对论的本义,不是爱因斯坦的特权。选择最好的参照系,本来应该是物理学家的良心。
参考系变换系数:1/√( 1-V/°C),其中V是参考系的速度。推导质能方程时,先用静止参照系,再换运动参照系,积分时把初始质量(m≠0)偷换成静止质量(m=0)。质能方程站不住脚。
第一段:根据经典理论,假设有外力F作用于质量为m的物体系统,在dt的瞬间,dp=Fdt,有①: DT = DP/F .同时,ds有②: DE = FDS = FVDT把①代入②有③: DE = VDP = VD (MV) = VDM0+MVDV。
第二段:根据狭义理论:m = M0/√ (1-v/c)我们得到m (c-v) = M0c,两边微分后有4: MVDV = (c-v) dm。把④代入③得到:DE = CDM,两边积分有⑤: DE = CDM (m0 → m),则E = MC-m0C (= δ E = E-E0)。
点评:第一段和第二段的参照系完全不同,违反了同一律。⑤积分下限m0(=0)是第一段的初始质量m(≠0),这里的质量积分明显牵强。
例1:分析列车上乘客(质量m)的运动状态(调平V)。比较经典理论和狭义理论,可以看出孰优孰劣。
按照经典的分析,以乘客空之间的任意一点为静态参照系,乘客和列车做匀速直线运动,不考虑乘客和列车之间的内力。乘客和列车受到轨道摩擦力(F)和牵引力(F)的作用。有方程:F-f=ma=0,乘客速度(v \ # 8217)=列车速度(v),其动能Ek= mv。
按狭义分析,以运动的列车为参照系,乘客和列车相对静止,但乘客速度(v \ # 8217)≠列车速度(V),这就需要一个相对论因子:v \ # 8217= v/√ (1-v/c),其动能ek = mv \ # 8217= m(v/√( 1-v/°c))。
显然,经典的动力系统,选择其余空作为参照系,简洁明快。狭义相对论选择运动的质点作为参照系,虽然一样,但是比较繁琐。
真正的质能方程可以直接从牛顿第二定律推导出来:电子和质子的自旋或转动惯量反映了粒子固有的引力质量、引力势能、电偶极、电荷和自旋角动量(动量矩)。下面简单推一下:
由于光速空之间波纹的摩擦啮合,电子和质子以光速自旋,其半径处的引力势能:EP = (MC/R) R = MC。电子的引力势能:EP = 9.1e-31c = 0.51mev,质子的引力势能:EP = 1.73e-27c = 938mev。
广义相对论的关键广义相对论以电梯自由落体思想实验为引子,以非惯性系为参照系,以张量场为依据,否定真理空物质性,而引力场方程则有着千丝万缕的联系。
例2。分析自由落体电梯中乘客的运动状态。比较经典理论和广义理论,可以看出孰优孰劣。
按照经典的分析,取乘客空之间的任意一点作为静态参考系,乘客(质量为m)和电梯做自由落体,不考虑乘客和电梯之间的内力。乘客只受地球引力的影响:G=mg。随着地球引力半径(δ r)的变化,乘客释放能量:δ e = mg δ r。
根据广义理论,以加速中的电梯为运动参照系,无论电梯是否在惯性参照系中,乘客都被底板弹力(N)和地球引力(G)保持静止,即G-N=ma=0,乘客释放的能量:δ e = 0。
显然:根据经典的动力学分析,选择静态空作为参照系符合人择原理,乘客确实像炮弹一样在下落。广义相对论选择正在加速的电梯作为参照系,说乘客静止不动,不释放能量,违背了他们的直觉。
爱因斯坦的引力场方程有两种。A型是否认真空介质的膨胀宇宙模型,B型是承认真空的绝对宇宙模型。然而爱因斯坦犹豫了一下,放弃了宇宙真空场。a型:gμv = rμv-gμVR =(8πg/C4)tμv . b型:gμ v = rμ v-gμ VR = (8 π g/c 4) tμ v-λ gμ v .其中:
引力张量Gμν,爱因斯坦模仿(抄袭)了牛顿动力系统的泊松方程▼φ= 4πρ,或△φ=f,即,(/x+/y+/z) φ (x,y,z) = f (x,y,z),其中△为拉号。当f=0时,是拉普拉斯方程△φ=0,即φ/x+φ/y+φ/z = 0,这是一个不含时间的椭圆线性方程。如果没有引力场:△φ= 0;如果有引力场:△φ = f,f是引力场的质量分布,适用于电场/磁场/热场的分布。
Ritchie张量Rμν:是黎曼曲率Rμνσ矩阵的迹。r是曲率,r = g λ k * r λ k。
动态张量Tμν:张量与坐标系无关,没有物理意义。四维4×4=16个分量:①能量密度T00,②动量密度T/01/02/03/10/20/30,③应力张量T11/12/13/21/22/23/31/32/33。
度量张量gμv是时间相关流形的度量张量。对应的数学领域:ds = ADT+BDR+CD θ+DD φ。ABCD是量规gμv的分量,ds是空之间弯曲的微弧度。
真空张量λ gμ v是宇宙的真空场,是物质场的排斥力场。①如果没有宇宙项,ds随t增加,宇宙膨胀。(2)如果存在宇宙项,ds不随t变化,此时物质场与真空场平衡,宇宙处于绝对空之间。
爱因斯坦放弃了宇宙的真空场,宇宙常数λ实际上是一个涉及真空波纹(暗物质暗能量)的常数。展开式:(8 π g/c 4) tμ v = rμ v-gμ vr解释如下:物质的引力场=空。
引力场方程的致命缺陷是否认真空波纹的存在,代之以纯数学的张量空,即弯曲空。这个方程解不出来,只是作秀。
至于水星进动、卫星进动、自旋进动等问题,与弯曲空没有任何羊毛关系,进动主要来源于转动惯量分布的不均衡,可以用经典动力学来处理。